Teil 1: Die Neckartalbahn im Abschnitt Neckargemünd - Neckarelz - Bad Friedrichshall wurde relativ spät, nämlich erst 1879 eröffnet. Der Grund dafür ist, dass die am Neckar gelegenen Orte Neckarsteinach und Hirschhorn zu Hessen gehören und das Großherzogtum Baden eine Streckenführung über das Ausland vermeiden wollte. Obwohl die Strecke durch das Neckartal kürzer und kostengünstiger gewesen wäre, wurde deshalb die schon 1862 eröffnete badische Odenwaldbahn Heidelberg - Neckargemünd - Mosbach - Würzburg südlich des Neckars durch den Kleinen Odenwald geführt. Diese Trasse bildet heute einen Teil der Elsental- und Schwarzbachtalbahn (siehe KBS 665.5) und ist zwischen Aglasterhausen und Neckarelz stillgelegt.

Die landschaftlich sehr reizvolle Strecke verläuft entlang des Neckars, der in diesem Abschnitt den Odenwald durchschneidet. Das Neckartal ist teilweise so eng, dass nur der Fluss und vielleicht noch die Straße hineinpassen und die Bahntrasse in die Höhe ausweichen muss. Die Hänge sind meist bewaldet, und es treten an vielen Stellen die für den Odenwald typischen Felsen aus rotem Sandstein hervor. Dieser Sandstein diente als Baumaterial für viele Gebäude in der Region, zum Beispiel für das Heidelberger Schloss.

Die Bahnstrecke folgt meist den Biegungen des Neckartals, so dass keine hohen Fahrgeschwindigkeiten möglich sind. Einzelne Flussschleifen werden durch Tunnels abgekürzt.

Teil 2: Eine weitere Teilstrecke der Neckartalbahn ist die Verbindung zwischen Neckarelz und Jagstfeld (heute Bad Friedrichshall Hbf), die ebenfalls 1879 in Betrieb ging. In Jagstfeld geht die Neckartalbahn in die Frankenbahn (KBS 780) nach Heilbronn und Stuttgart über.

Teil 3: Der Abschnitt von Neckarelz über Mosbach, Osterburken und Lauda nach Würzburg folgt dann der ursprünglichen Streckenführung der badischen Odenwaldbahn, wobei die Teilstrecke von Osterburken nach Würzburg heute ebenfalls als Frankenbahn (KBS 780) firmiert.

Teil 2: Neckarelz - Bad - Friedrichshall